Am 18. Januar 2024 hat das Europäische Parlament in seiner Plenartagung in Straßburg einen Initiativbericht zum Thema Geothermie verabschiedet. Darin wird gefordert, ihr eine größere Bedeutung in der europäischen Energiewende einzuräumen. Warum? Geothermie ist nicht nur nachhaltig, sondern auch eine zuverlässige und unabhängige Energiequelle, die eine Vielzahl von ökonomischen Vorteilen bietet.
Was wissen Sie über die Technologie als solche und das Projekt in Wilhelmsburg im Speziellen? Testen Sie Ihr Wissen in unserem Quiz.
Während der Bau der Leitungen, die unseren Geothermie-Standort mit dem Wilhelmsburger Energiebunker verbinden, weiter voranschreitet, wird auch dem oft als „Öko-Kraftwerk“ bezeichneten Gebäude selbst immer mehr Anerkennung zuteil. Seit dem 23.3.2024 ist der ehemalige Flak-Bunker, in dem sich die Energiezentrale des Wärmenetz Wilhelmsburg befindet, sogar im Vitra Design Museum im Schweizer Weil am Rhein zu bewundern. Das Museum zählt zu den führenden Designmuseen weltweit. Es erforscht und vermittelt die Geschichte und Gegenwart des Designs und setzt diese in Beziehung zu Architektur, Kunst und Alltagskultur. Die Ausstellung „Transform! Design und die Zukunft der Energie“ widmet sich der Transformation des Energiesektors aus der Designperspektive: Vom Alltagsprodukt für die Nutzung erneuerbarer Energien bis zur Gestaltung von Solarhäusern und Windkraftanlagen, vom intelligenten Mobilitätskonzept bis zur Zukunftsvision energieautarker Städte.
Der Bunker, in dem unterschiedliche Formen Erneuerbarer Energieerzeugung zusammenkommen, ist dem Bereich «Future Energyscapes» zugeordnet. Dieser zeigt besonders innovative Ansätze und Visionen künftiger Energielandschaften. Wir freuen uns sehr über diese Möglichkeit, so hoffentlich auch noch mehr Menschen für das IW3 -Projekt begeistern zu können. Die Ausstellung läuft bis zum 1.9.2024.
Darüber, welche aktuellen Entwicklungen es im Wilhelmsburger Geothermie-Projekt gibt, referiert der Projektmanager Forschung, Dr. Carsten Hansen, am 1. März 2024 bei der Geotherm Expo & Congress in Offenburg. Dort findet in diesem Jahr bereits zum 17. Mal Europas größte Geothermie-Fachmesse mit Kongress statt. Die Veranstaltung greift die aktuelle Entwicklung der Branche auf und schafft eine Plattform, die sich ausschließlich dem Thema Geothermie widmet. Knapp 5000 Fachbesucher sowie rund 160 Aussteller aus 40 Nationen werden erwartet. Schließlich gewinnt das Thema Geothermie immer mehr an Bedeutung: Dem Bundesverband Geothermie zufolge gibt es in Deutschland 43 geothermische Anlagen mit einer Bohrtiefe von mehr als 400 Metern. Langfristig könnten mit Tiefer Geothermie rund 300 TWh Energie bereitgestellt werden. Die geothermische Energieform ist grundlastfähig und steht damit jederzeit wetterunabhängig zur Verfügung. Entsprechend hoch ist aktuell der Bedarf an Austausch, Vernetzung und Zusammenarbeit in der Branche, um gemeinsam einen Beitrag zu leisten.
Die Inbetriebnahme einer Geothermie-Anlage in Mecklenburg-Vorpommern verzögert sich, weil sich Schwebeteilchen in der Sole befinden. Bevor es jetzt weitergehen kann, müssen Filter nachgerüstet werden. In Wilhelmsburg haben wir diese Herausforderungen bei den Planungen schon frühzeitig in den Blick genommen.
Der NDR und andere Medien berichteten über technische Herausforderungen in einem Geothermie-Kraftwerk in Mecklenburg-Vorpommern. Was bedeutet das für das Hamburger Projekt? „Aufgrund unserer Bohrung wussten wir bereits, dass es sich bei unserem geothermischem Reservoir um eine recht feinsandige Sandsteinschicht handelt. Während unserer Fördertests hat sich bestätigt, dass wir einige Zeit brauchen, um das Thermalwasser von Schwebeteilchen/feinem Sand frei zu fördern. Daher haben wir für den Betrieb entsprechende technische Vorkehrungen getroffen, damit wir die geothermische Wärme reibungslos nutzen können“, erklärt Gesamtprojektleiter Thomas Thaufelder. Hintergrund: Das Thermalwasser stammt aus einer natürlichen Umgebung. Bevor es an die Erdoberfläche gefördert wird, strömt es durch Gesteinsschichten, in denen sich mineralische Teilchen unterschiedlicher Größe befinden. „Je nach Strömungsgeschwindigkeit und Partikelgröße werden diese Partikel vom Wasser mitgerissen. Diese sogenannte Entsandung, d. h. das Ausfördern lockerer Partikel ist ein normaler Prozess, beispielsweise auch bei der Entwicklung von Brunnen“, erläutert Thaufelder.
Kleinste Partikel können die Brunnenfilter passieren und mit dem Thermalwasser nach oben gelangen. Genau das hat die Planer in Wilhelmsburg dazu bewogen, neben speziellen Filterrohren in der Bohrung in über 1.300 m Tiefe weitere Filter über Tage vorzusehen. Eine mehrstufige Filteranlage entfernt auch diese Partikel aus dem Thermalwasserstrom. So werden sowohl die oberirdischen Anlagen als auch die Infiltrationsbohrung selbst geschützt. Hier würden sich die feinen Partikel in den porösen Gesteinsschichten ablagern und die Strömungswege des Thermalwassers möglicherweise verstopfen. Das gefilterte, abgekühlte Thermalwasser kann dagegen störungsfrei wieder in den Untergrund eingespeist werden und den geothermischen Kreislauf aufrechterhalten.
Hier gibt es mehr Infos zum geothermischen Kreislauf.
Es gibt Grund zu feiern! Das IW3 Projekt wurde am 29. November bei den neu ins Leben gerufenen ODH Awards in München mit dem zweiten Platz in der Kategorie „Integration“ ausgezeichnet: ODH steht für Open District Hub e.V. Der ans Fraunhofer Institut angegliederte Verein schaut sich innovative Quartierslösungen, die sich um die Sektorenkopplung von Strom, Wärme und Mobilität drehen, an. Unser Wilhelmsburger Geothermieprojekt belegte den zweiten Platz in der Kategorie Integration. Stefan Kleimeier, Leiter der Unternehmenskommunikation bei den Hamburger Energiewerken, nahm den Preis mit Freude entgegen. Die Entscheidung der aus Expertinnen und Experten des Vereinsvorstand bestehenden Jury beruht sowohl auf technischen Aspekte der Integration, als auch auf den Partizipationsmöglichkeiten für die Bewohnerinnen und Bewohner der jeweiligen Quartiere. Außerdem gab es ein öffentliches Online-Voting. Den ersten Platz belegte in diesem Jahr das Energetische Nachbarschaftsquartier Fliegerhorst Oldenburg.
Der gemeinnützige Verein ist ein branchenübergreifender Zusammenschluss von über 40 Unternehmen und Organisationen. Die Mitglieder kommen aus der Energie- und Immobilienwirtschaft, den Bereichen Forschung, Mobilität, Technologieausrüstung, Softwareentwicklung, Gebäudeautomatisierung, Projektierung sowie Beratung. Die Initiative fördert den Austausch zwischen Wirtschaft, Forschung, Politik, Kommunen und Öffentlichkeit zur Sektorenkopplung von Strom, Wärme und Mobilität.
Mehr über den Open District Hub
Der gemeinnützige Verein ist ein branchenübergreifender Zusammenschluss von über 40 Unternehmen und Organisationen. Die Mitglieder kommen aus der Energie- und Immobilienwirtschaft, den Bereichen Forschung, Mobilität, Technologieausrüstung, Softwareentwicklung, Gebäudeautomatisierung, Projektierung sowie Beratung. Die Initiative fördert den Austausch zwischen Wirtschaft, Forschung, Politik, Kommunen und Öffentlichkeit zur Sektorenkopplung von Strom, Wärme und Mobilität.
Wo sollten wir uns noch bewerben? / Welche Preise sind interessant für das Geothermieprojekt?
Am 26. September 2023 fand eine öffentliche Info-Veranstaltung zum gegenwärtigen Stand des Geothermieprojekts im Wilhelmsburger Energiebunker statt. Michael Prinz, Geschäftsführer der Hamburger Energiewerke, Dr. Carsten Hansen, Geologe und Projektmanager Forschung und Dr. Thomas Thaufelder, Projektkoordinator des IW3 Projekts, stellten die Erfolge und Herausforderungen aus unterschiedlichen Perspektiven dar und gaben einen Einblick in die Zukunft des Vorhabens. Die Vorträge sind hier verlinkt.
Von der Planung zur Umsetzung
„Wir haben hier zukünftig die Möglichkeit, 100 Prozent erneuerbare Wärme zu fördern“, erklärt Michael Prinz Geschäftsführer der Hamburger Energiewerke (HEnW), in seinem einführenden Vortrag. „Mit Hilfe der gesetzlich vorgeschriebenen kommunalen Wärmeplanung gibt die Stadt vor, wie die Wärmeversorgung der Zukunft aussehen soll.“ Die HEnW und die beteiligten Projektpartner kümmern sich um die konkrete Umsetzung.
Der Stadtteil Wilhelmsburg solle dafür entwickelt werden. Die Elbinsel sei für Hamburger zwar lediglich ein Stadtteil. Mit über 50.000 Einwohnern sei dieser aber so groß wie viele Städte in Deutschland, so dass sich aus dem Projekt viele Erkenntnisse für kleinere Gemeinden gewinnen ließen. Rund 6000 Haushalte in Wilhelmburg sollen künftig mit geothermischer Wärme versorgt werden. Wie genau das passiert, erklärt er hier.
Pionierarbeit für Norddeutschland
Dr. Carsten Hansen, Leiter Forschung & Entwicklung des Geothermie-Projekts bei der Hamburg Energie Geothermie GmbH, berichtet über den Weg von der ersten Erkundungsbohrung zu den erfolgreichen Produktionsbohrungen und Fördertests. Über 200 Millionen Jahre alt sind die Erdschichten, durch die sich der Erdbohrer manövriert habe. Dabei seien wichtige Erkenntnisse über die Beschaffenheit des sogenannten Norddeutschen Beckens gewonnen worden. Dieses weist neben dem Oberrheintalgraben und dem Molassebecken im Großraum München als eine von drei Regionen in Deutschland geothermisches Potenzial auf.
Auch wenn nicht alles nach Plan lief: Bis zu einer Tiefe von rund 2500 Metern Tiefe entsprach die Bohrung den Erwartungen“, so Hansen. Dass es ab dann jedoch anders aussah als angenommen, führte zu einigen Veränderungen im Projektdesign. Wie diese aussehen, erläutert er hier.
Dynamik im Reallabor
„Zur Hälfte haben wir dieses Projekt bereits hinter uns gebracht. Wir haben nämlich Wasser gefunden“, freut sich Dr. Thomas Thaufelder, Projektkoordinator des Projekts IW3. In seinem Beitrag stellt er dar, wie die geplante Wärmeversorgung konkret funktionieren soll. Dabei erläutert er, welche Folgen die veränderte Bohrtiefe für den weiteren Projektverlauf mit sich bringt. Ein Beispiel: Das geförderte Wasser ist 48 Grad warm. Damit es die nötige Heizwassertemperatur von 70-85 Grad erhält, soll eine Wärmepumpe hier Unterstützung leisten. Mit dem Bau des sogenannten Heizhauses soll im Frühjahr 2024 begonnen werden.
Thaufelder verweist auf den Umfang des IW3 Projektes als solches: „Dieses Reallabor ist Teamwork“, sagt er und verweist darauf, welche unterschiedlichen beteiligten Partner sich um die Bohrung (IWu), die Systemintegration (IWs) und den Herkunftsnachweis (IWm) kümmern, um in naher Zukunft „ein System mit hervorragenden ökologischen Kennzahlen und niedrigen CO2-Emissionen“ zu schaffen. Wie alles miteinander zusammenhängt, verrät er hier.
Was bisher geschah
Impressionen aus der Bauphase des Geothermie-Projekt gibt es hier in einem kurzen Film.
Der Parlamentarische Staatssekretär beim Bundesminister für Wirtschaft und Klimaschutz, Stefan Wenzel, hat am Mittwoch, 22.11.2023 den Wilhelmsburger Energiebunker besucht, um sich über den gegenwärtigen Stand von IW3 zu informieren. Michael Prinz, Geschäftsführer der Hamburger Energiewerke, und Carsten Hansen, Leiter Forschung & Entwicklung des Geothermieprojekts, standen dem Staatssekretär Rede und Antwort und führten ihn durch den Energiebunker.
Stefan Wenzel zeigte sich besonders interessiert an der geballten Technik im Energiebunker, die ihm Michael Prinz erklärte. Der Staatssekretär nahm sich aber auch die Zeit, selbst einige Fragen zu beantworten.
Herr Staatssekretär, Sie haben mehrfach öffentlich betont, dass der Geothermie gerade im Wärmemarkt eine hohe Bedeutung zukäme, ihr großes Potenzial in den letzten Jahren nicht so erschlossen worden sei, wie gewünscht. Woran liegt dies Ihrer Ansicht nach?
Der Geothermie kommt Bedeutung zu, weil sie eine der wichtigen erneuerbaren Wärmequellen ist. Wärme aus dem oberen Erdreich kann die Effizienz einer Wärmepumpe nochmal erheblich steigern, kann einzelne Häuser heizen oder in Wärmenetze eingespeist werden. Das Gebäudeenergiegesetz und das Wärmeplanungsgesetz zeigen die Möglichkeiten für verschiedene effiziente und moderne Heizungssysteme auf, damit die Wärmeversorgung langfristig bezahlbar bleibt und nicht mehr auf teure fossile Rohstoffe angewiesen ist. Mit der vor einem Jahr gestarteten Erdwärmekampagne wollen wir zudem die Zurückhaltung bei der Umsetzung von mittel- und tiefen Geothermieprojekten lösen. Darin enthalten ist beispielsweise ein Forschungsprojekt, in dem wir zusammen mit den Staatlichen Geologischen Diensten der Bundesländer die Untergrunddaten bereitstellen.
Bislang wurde das geothermische Potenzial vor allem in Süddeutschland erforscht und gehoben. Das Projekt IW³ zeigt auf, welche durchaus nennenswerten Möglichkeiten es auch in Norddeutschland gibt. Nun haben Sie sich persönlich ein Bild gemacht. Was hat Sie besonders beeindruckt?
Der Norden hat mehr als 100.000 oberflächennahe Nutzungen, aber wenig mitteltiefe und tiefe. Häufig stehen die geothermischen Projekte in Bayern oder im Oberrheingraben im Fokus, aber auch hier in Mittel- und Norddeutschland werden Projekte gefördert. Ich erinnere da an Neustadt-Glewe, Hannover oder Schwerin. In Norddeutschland sehe ich beispielsweise auch Chancen in der mitteltiefen Geothermie mit Bohrungen bis ca. 2.500 Metern. Mit effizienten Großwärmepumpen kann hier wirtschaftlich und gleichzeitig klimafreundlich Wärme erschlossen werden.
Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz plant nun, im engen Austausch mit der Branche und den beteiligten Stakeholdern herauszuarbeiten, welche konkreten Verbesserungen am rechtlichen Rahmen nötig sind, um die Geothermie in Deutschland zu stärken. Was sind Ihre vorrangigen Ziele für diesen Prozess?
Wir haben vor Kurzem im Bürokratieentlastungsgesetz IV eine Änderung des Bergrechts aufgenommen, die oberflächennahe Geothermie erleichtert und Rechtsklarheit schafft. Das hatten die Bundesländer bislang unterschiedlich gehandhabt. Und wir werden bei einer umfassenderen Novelle des Bergrechts prüfen, wo es weitere Verbesserungsmöglichkeiten für die tiefe Geothermie gibt. Wir prüfen auch konkrete Vorschläge, wie die Rahmenbedingungen für Planung und Genehmigung vereinfacht werden könnten. Außerdem haben wir im Wärmeplanungsgesetz bereits das überragende öffentliche Interesse für Anlagen mit erneuerbarer Wärme verankert, die ins Wärmenetz einspeisen. Davon profitiert auch die Geothermie.
Danke für Ihre Antworten, Herr Staatssekretär!
Auch einige Medien nahmen an dem Gespräch und der Führung teil. Einen Beitrag des NDR zum Thema gibt es hier.
Interessiert hörte der Staatssekretär den Erläuterungen zum Wilhelmsburger Geothermieprojekt zu.
Carsten Hansen erklärte die Besonderheiten der Bodenbeschaffenheit und ihre Auswirkungen auf das Projekt.
Michael Prinz führte aus, wie die Wärmeversorgung in Wilhelmsburg künftig aussehen könnte.
Wenn das Geothermie-Kraftwerk an der Alten Schleuse fertiggestellt ist, soll es die klimafreundliche Wärme an den nahegelegenen Energiebunker liefern. Der Bunker wird dann für die erneuerbare Wärme als eine Art Verteilknoten dienen, und dafür sorgen, dass sie sicher und effizient weiter zu den Hausanschlüssen transportiert wird.
Die ersten Schritte dafür wurden jetzt getan: wir haben die sogenannte Hauseinführung im Bunker gebohrt. Dort wird dann eine neue Fernwärmeleitung in den Bunker herein- und wieder herausführen. Bislang gibt es vier Fernwärmeleitungen beim Bunker – in jede Himmelsrichtung eine. Die neue Fernwärmeleitung vom Geothermie-Bohrplatz wird die fünfte sein.
Der Energiebunker in Wilhelmsburg. An der Seite der Neuhöfer Straße wurde gebohrt.
Der Energiebunker hat eine innere und eine äußere Schale – beide sind rund zwei Meter dick. Begonnen wurde mit der äußeren Wand
Die Bohrkrone des Bohrers: Ihre Sägezähne sind aus Hartmetall, wie bei einem Kreißsägeblatt. Das Loch in der Bunkerwand hat einen Durchmesser von ca. 60 Zentimetern.
Der Arbeiter dreht ein Zahnrad an der Seite und die Bohrkrone fräst sich immer weiter in die Betonwand des Bunkers.
Hier wird eine Verlängerung ausgetauscht – diese werden immer länger, je weiter der Bohrer sich vorgearbeitet hat.
Für die zwei Meter Bunkerwand brauchen die Arbeiter zwei bis drei Tage.
Ein Bohrkern aus der mächtigen Bunkerwand. Die braunen Flecken deuten auf die Bewehrung hin – Metallgitter, die damals im Beton eingegossen wurden, um ihn widerstandsfähiger zu machen
In einem nächsten Schritt werden die Kunststoffmantelrohre eingebaut. Die Isolierung braucht viel Platz: die eigentlichen Stahlrohre haben dann nur einen Durchmesser von etwa 30 Zentimetern.
Neuhöfer Straße Ecke Georg-Wilhelm-Straße: Auch hier wurde schon ein Eckstück an der Kreuzung für die zukünftige Fernwärmeleitung erneuert.
Vom Geothermie-Bohrplatz bis zum Energiebunker sind es rund zwei Kilometer. Mit den weiteren Teilstücken der neuen Fernwärmeleitung wird Ende des Jahres begonnen. Wenn sie fertig ist und das Geothermie-Kraftwerk in Betrieb, kann im Energiebunker der Erdgas-Anteil signifikant reduziert werden.
Die Fördertests sind abgeschlossen – wie liefen diese eigentlich ab? Was bedeuten die Ergebnisse? Und: Wie soll das Geothermie-Kraftwerk in Zukunft funktionieren? Zu diesen und weiteren Fragen laden wir alle Wilhelmsburgerinnen, Wilhelmsburger und Interessierte herzlich zu einer Info-Veranstaltung ein!
Wann: Am Dienstag, den 26. September von 16:30 – 18 Uhr Wo: Im Energiebunker Wilhelmsburg, Neuhöfer Straße 7
Referenten sind unter anderem Michael Prinz, Geschäftsführer der Hamburger Energiewerke, und Dr. Carsten Hansen, Geologe und Projektmanager Forschung. Es wird genug Raum für Diskussionen und Ihre Fragen geben. Zur besseren Planung bitten wir um eine formlose Anmeldung unter: info@iw3-hamburg.de.
Im Anschluss an die Veranstaltung bieten wir ab 18 Uhr Führungen durch den Energiebunker an. Wenn Sie teilnehmen wollen, ist Ihre Anmeldung unter info@iw3-hamburg.de erforderlich.
Wer leider keine Zeit hat zu kommen: Die Vorträge werden aufgezeichnet und im Anschluss auf unserer Homepage veröffentlicht.
Wir freuen uns auf Sie!
Der Energiebunker an der Neuhöfer Str. 7 in Wilhelmsburg. Hier findet die Info-Veranstaltung statt.
Die Fördertests sind mittlerweile abgeschlossen und die Ergebnisse liegen vor: Aus der Sandsteinschicht in über 1.300 Metern Tiefe kann zukünftig 48 °C warmes Thermalwasser gefördert werden. Aufgrund der Ergebnisse der Fördertests und dem derzeitigen technischen Planungsstand der Geothermie-Anlage rechnen unsere Experten mit einer geothermalen Wärmeleistung von rund 6 Megawatt. Rein rechnerisch lassen sich damit über 4.700 Haushalte versorgen. Durch den Einsatz einer geplanten mehrstufigen Wärmepumpenanlage kann die gewonnene Wärmeenergie und damit auch die Anzahl der versorgten Haushalte auf rechnerisch über 6.000 Haushalte erhöht werden.
Mittels eines Wärmetauschers wird dem 48 Grad Celsius warmen Thermalwasser Wärme entzogen und auf den Heizwasserkreislauf übertragen. Durch den Einsatz einer effizienten Wärmepumpenanlage wird das Heizwasser auf das je nach Jahreszeit erforderliche Temperaturniveau der Fernwärme gebracht.
„Wir setzen in Hamburg alles Machbare um, damit die Wärmewende vorangetrieben wird und wir unsere Klimaziele erreichen. Mit dem erfolgreichen Geothermie-Projekt der städtischen HEnW in Wilhelmsburg werden wir einen weiteren Baustein zur umweltfreundlichen Energiegewinnung nutzen. … Ich gehe davon aus, dass die Geothermie als Technologie perspektivisch zur Dekarbonisierung in Hamburg und der Metropolregion beitragen wird.“
Jens kerstan, Sneator für umwelt, klima, energie und agrarwirtschaft
Entscheidend für das Gelingen des Geothermie-Projekts: Die Fördertests. Blick aus der Vogelperspektive auf den Bohrplatz während der Fördertests
Mit der neuen Geothermie-Anlage soll das Wärmenetz Wilhelmsburg weiter ausgebaut werden, um fossile Wärmeerzeuger zu verdrängen. Dafür werden die bereits existierenden zwei Wärmenetze – Energiebunker und Energieverbund – zusammengeschlossen, schrittweise verdichtet und ausgebaut. Der Bau der Betriebsanlagen am Geothermie-Standort soll im Frühjahr 2024 starten, der erforderliche Leitungsbau hat bereits begonnen. Ab 2025 können in Hamburg-Wilhelmsburg Haushalte mit Wärme aus der neuen Geothermie-Anlage versorgt werden!
„Die Forschung zur Geothermie in Hamburg-Wilhelmsburg hat uns auch wissenschaftlich sehr weit vorangebracht. Wir haben eine geologische Formation entdeckt, die wir für die mitteltiefe Geothermie weiterentwickeln können. Die Projekte in Schwerin und Potsdam haben ebenfalls Gesteine mit 40 bis 60 Grad Celsius Erdwärme mitteltief erschlossen und sie zeigen: Hierin liegt die Zukunft der Wärmeversorgung in Deutschland.“
Inga moeck, Professorin für Geothermie an der Georg-August-Universität Göttingen, leitet das wissenschaftliche Begleitprogramm mesoTherm
Kurz und knapp: Die Fakten
Tiefe der Produktionsbohrung: ca. 1.400 Meter
Tiefe der Injektionsbohrung: ca. 1.300 Meter
Mächtigkeit der Sandsteinschicht: ca. 130 Meter
Alter der Gesteinsschicht: 45 Mio. Jahre
Thermalwasser-Temperatur: 48 °C
Förderrate: ca. 140 m³/h
Geothermale Wärmeleistung: ca. 6 MW
Wärmepumpeneinsatz zur Temperaturanhebung des Fernwärmewassers: 75-85 Grad Celsius, je nach Jahreszeit
